Synthesis of nanoporous $TiO_2$ films for dye-sensitized solar cells application

염료태양전지용 다공질 구조 $TiO_2$ 박막 제작 및 특성 평가

본 연구에서는 Ketjen black을 이용한 DSCs (Dye-sensitized solar cells)용 다공질의 $TiO_2$ nano-powder 제작기술을 제안한다. $TiO_2$ powder는 sol-gel연소법에 의해 Ti-isopropoxide와 2-propanol을 사용하여 제작되었으며, Ketjen black의 함량($0g{\sim}2g$)을 달리하여 제작된 $TiO_2$ nano-powder의 다공성과 입자의 크기 결정성등의 특성을 고찰하였다. 또한 이러한 $TiO_2$ powder를 paste로 만들어 다른 열처리 온도($100^{\circ}C{\sim}600^{\circ}C$)에서 $TiO_2$ 박막을 이용한 DSCs를 제작한 후 그 효율을 측정하였다. 그 결과 Ketjen black 1g을 함유시켜 만들어진 $TiO_2$ powder의 다공성과 입자 크기가 가장 우수한 것으로 FE-SEM의 측정결과 나타났으며 또한 이 때의 $TiO_2$ powder는 FT-IR의 측정 결과, Ti-O-Ti의 결합구조를 가진 성분과 $H_2O$ 성분으로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 그리고 여러 온도에서 제작된 DSCs 실험 셀 중 $500^{\circ}C$의 열처리 공정을 거적 제작된 셀의 효율이 가장 높은 효율이 5.46%를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.